三氧化钨可以用于油性废水治理?

三氧化钨可以应用于水污染治理中的乳液分离过程,主要解决的是工业油性废水和石油泄露等问题。

众所周知,三氧化钨(WO3)是一种极为普遍的n型半导体材料,具有优异的光电性能,在很多领域具有广阔的应用前景,比如,充当钨产品制备的原料,用于库伦滴定法测硫起到催化作用,充当催化剂在加氢脱硫、SCR脱硝、光催化等方面用途广泛,还能用于智能玻璃起到隔热保暖的作用等等。

石油泄漏图片

然而,你可能不知道的是三氧化钨还是一种亲水材料。当然,肯定还有诸多其它材料也具有本质的润湿性,如具有亲水性的金属及其氧化物、氢氧化物和具有疏水性的含氟化合物等。

回到主题,自是主攻三氧化钨在乳液分离方面的应用。采用水热法在高目数不锈钢网上涂覆一层由微米级方块组成的具有极端润湿性的三氧化钨薄膜。该薄膜的水下油滴的接触角可高达155°,呈现出良好的水下超疏油性。那么,该薄膜对一般的油水混合物和水包油型乳液的分离能力如何?三氧化钨薄膜仅依靠重力就能有效地分离简单、分层的油水混合物和水包油型的乳液。依靠重力?怎么看都觉得是如此地神奇而有效!所以说,为什么选择三氧化钨?这点可以从其在乳液分离应用方面的背景可窥见一二。

水污染一直是一个严峻的、有些亟待处理的、需要长期坚持处理的问题,尤其是当工业油性废水的不断排放和各种石油泄露问题频繁出现的今天。水污染问题并不是今天才出现的,其治理方法自然也是有很多的,但是,针对油性废水,最近几十年,人们正尝试着通过各种方法来解决这个问题,如浮油回收船、离心器和浮选器等。然而,这些方法仅适合用来分离简单分层的油水混合物,对于乳液状的油水混合物并不适用。在传统的乳液分离过程中,一般需要先通过使用粉末状的破乳剂使原本稳定的乳液转变为分层的油水混合物。该过程比较复杂且不适合大面积使用。

纳米氧化钨图片

随着润湿性相关研究的不断发展,人们发现利用具有极端润湿性(超疏水-超亲油和超亲水-水下超疏油)的膜进行乳液分离是一个非常简单有效的方法。这时候,对三氧化钨有所了解的研究员便开始主攻这一特性(润湿性)的研究,从而有了三氧化钨在乳液分离方面的应用。

当然,也有其他膜能够实现。通过疏水聚合物的共价结合过程获得超疏水聚合物/碳纳米管杂化膜。这种超疏水-超亲油的膜能够用于有效地分离不同种类的油包水型乳液。通过原位生长法得到具有水下超疏油性的分层多孔二氧化硅纳米纤维膜,该膜能够进行高效的乳液分离。与一般具有超疏水-超亲油性能的膜相比,得到的水下超疏油膜由于其本身极强的亲水性,能够使水层滞留在表面上,形成固-水复合界面,阻止油对膜的粘附,从而增加膜的使用寿命。金属网,由于其优异的各项机械性能,已成为油水分离领域中应用最广泛的材料之一。然而,对于乳液分离来说,普通的金属网的孔径比较大,很难直接使用,一般需要在表面覆盖一层具有极端润湿性的材料减小孔径。对于金属网,2300目的不锈钢网由于其独特的编织方法,具有很小的孔径,已被广泛地用于乳液分离中。而这一层具有极端润湿性的材料当选三氧化钨。

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